【不銹鋼閥門(mén)球體】球體與閥桿之間的優(yōu)化分析

不銹鋼閥門(mén)球體系列中針對普通浮動(dòng)球閥閥桿跟球體連接處因間隙配合導致應力分布不均勻，且容易導致硬化層剝落等缺點(diǎn)，設計了球桿一體化固定式球閥。主要在球桿跟球體的連接工藝上作了詳細分析和改進(jìn)，使閥桿與球體焊接在一起，然后在閥桿和球體連接件上噴焊Ni60。在應力、安全性能和適應環(huán)境方面也進(jìn)行了相應的分析，發(fā)現球桿一體化球閥比普通浮動(dòng)球閥開(kāi)關(guān)時(shí)所用的扭矩小;而且閥桿跟球體焊接成一個(gè)整體，防止了閥桿沖出體外的可能;另外，此種設計開(kāi)啟精度高、壽命長(cháng)。這些優(yōu)良性?xún)?yōu)化了閥門(mén)的控制和安全性能，解決了閥門(mén)容易密封失效難題，從而推動(dòng)了閥門(mén)行業(yè)的進(jìn)一步的發(fā)展，為閥門(mén)行業(yè)提供了一個(gè)很好的研發(fā)方向。

1、連接處應力分析

因為是間隙配合，所以在接觸面上的比壓分布是不均勻的。擠壓應力δzy應小于材料的許用擠壓應力值[δzy]，為滿(mǎn)足要求，只能加大閥桿與球體接觸部位的尺寸。但加大閥桿與球體接觸部位的尺寸將減弱球體的強度，而且會(huì )使閥桿與球體接觸部位應力過(guò)大，很容易引起硬化層的局部剝落，并逐步擴展到了整個(gè)球的表面，導致密封失效。

對于球桿一體化固定球閥來(lái)說(shuō)就避免了這些問(wèn)題，它與普通的球閥相比較有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)閥前流體壓力在球體上產(chǎn)生的作用力全部傳遞給軸承，消c了由于進(jìn)口壓力推動(dòng)球體與密封座形成的巨大密封負荷而造成過(guò)大的扭矩，不會(huì )使球體向閥座移動(dòng)從而使閥座不會(huì )承受過(guò)大的壓力，所以固定球閥的轉矩小，閥座變形小，密封性能穩定，使用壽命長(cháng)，適用于高壓、大口徑場(chǎng)合。

(2)又因為球體與閥桿焊接為一個(gè)整體，球體與驅動(dòng)裝置開(kāi)啟的角度大小完全一致，使開(kāi)啟、閉合更加準確無(wú)誤，避免了像普通浮動(dòng)球閥那樣，球體跟閥桿隨著(zhù)使用時(shí)間的延長(cháng)，其間隙配合帶來(lái)的轉動(dòng)不準確，甚到出現“假轉”現象的弊端。

2、安全性能

對普通的球閥，特別對于老式上裝式閥桿的球閥，用它來(lái)輸送液化氣時(shí)，當球閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，積存在閥座之間的閥體體腔內的液化氣會(huì )因吸收外界熱量而大量氣化，造成體腔內壓力異常升高。這種異常升壓現象可能會(huì )使閥桿沖出體外，造成嚴重的事故，導致人員傷亡。而球體一體化閥門(mén)，因為球體跟閥桿焊接成一個(gè)整體，就從根本上避免了這種閥桿沖出體外的可能性，這樣就保證了工作環(huán)境的安全性和閥門(mén)的可靠性。

3、適應環(huán)境

煤制油(用煤液化法制油)是重點(diǎn)發(fā)展的一項新技術(shù)，國家已批準在內蒙古建設一套年產(chǎn)500萬(wàn)噸煤直接液化項目。煤直接液化裝置工藝條件十分苛刻，對閥門(mén)提出的要求非常高。此種球桿一體化硬密封球閥耐磨，且抗沖擊能力強，并且能夠在介質(zhì)溫度420~500℃、工作壓力17~30MPa的工況下工作。滿(mǎn)足了這種煤化工項目的要求，從而促進(jìn)了煤制油工藝發(fā)展。

球桿一體化固定式球閥的這些優(yōu)良性?xún)?yōu)化了閥門(mén)的控制和安全性能，解決了閥門(mén)容易密封失效的難題。從而推動(dòng)了閥門(mén)行業(yè)的進(jìn)一步的發(fā)展，為閥門(mén)行業(yè)提供了一個(gè)很好的研發(fā)方向。